CN216599422U - 激光器驱动电源模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光器驱动电源模块，其中，上述激光器驱动电源模块包括：功率电路，其中，所述功率电路包括：滤波电路和目标数量的场效应管电路；所述滤波电路的输出端的负极与所述目标数量的场效应管电路中每个场效应管电路的源极输入端和栅极输入端连接；所述目标数量的场效应管电路中每个场效应管电路所包括的场效应管的栅极输入对应的驱动信号；所述滤波电路的输出端的正极作为所述激光器驱动电源模块的输出端的正极；所述目标数量的场效应管电路的漏极输出端并联作为所述激光器驱动电源模块的输出端的负极。采用上述技术方案，解决了相关技术中，激光器电源的响应速率较低等问题。

Description

激光器驱动电源模块

技术领域

本实用新型涉及电源系统领域，具体而言，涉及一种激光器驱动电源模块。

背景技术

随着光纤激光器技术领域的高速发展，光纤激光器应用场合对驱动电源电流的响应速度有着较高的要求，现有技术中，光纤激光器的电源多为开关电源，由于开关电源结构中的变压器和电感器件，可能会导致开关电源输出的电流的响应速度难以满足光纤激光器对电流源的响应速度要求。

针对相关技术中，激光器电源的响应速率较低等问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种激光器驱动电源模块，以至少解决相关技术中，激光器电源的响应速率较低等问题。

根据本实用新型实施例的一个实施例，提供了一种激光器驱动电源模块，包括：功率电路，其中，所述功率电路包括：滤波电路和目标数量的场效应管电路；

所述滤波电路的输出端的负极与所述目标数量的场效应管电路中每个场效应管电路的源极输入端和栅极输入端连接；

所述目标数量的场效应管电路中每个场效应管电路所包括的场效应管的栅极输入对应的驱动信号；

所述滤波电路的输出端的正极作为所述激光器驱动电源模块的输出端的正极；所述目标数量的场效应管电路的漏极输出端并联作为所述激光器驱动电源模块的输出端的负极。

在一个示例性实施例中，所述激光器驱动电源模块还包括：所述目标数量的驱动电路，其中，

所述目标数量的驱动电路中每个驱动电路与所述目标数量的场效应管电路中对应的场效应管电路所包括的场效应管的栅极连接。

在一个示例性实施例中，所述每个驱动电路，包括：负反馈调节电路和驱动信号增强电路，其中，

所述负反馈调节电路的采样电流输入端与对应的场效应管电路所包括的场效应管的源极连接；所述负反馈调节电路的输出端与所述驱动信号增强电路的第一输入端连接；对应的场效应管电路所包括的场效应管的源极与所述驱动信号增强电路的第二输入端连接；所述驱动信号增强电路的输出端与对应的场效应管电路所包括的场效应管的栅极连接。

在一个示例性实施例中，所述负反馈调节电路，包括：运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻和第四电阻，其中，

所述负反馈调节电路的采样电流输入端通过所述第一电阻与所述运算放大器输入端的正极连接；所述运算放大器输入端的负极通过所述第二电阻与参考电压连接；所述运算放大器的输入端的负极还通过所述第三电阻与开关电压连接；所述运算放大器的输入端的负极还通过所述第四电阻与所述运算放大器的输出端连接；所述运算放大器的输出端作为所述负反馈调节电路的输出端。

在一个示例性实施例中，所述滤波电路，包括：功率转换电路和保护电路，其中，

所述功率转换电路的输出端的正极与所述保护电路的输入端连接；所述保护电路的输出端作为所述滤波电路的输出端的正极；所述功率转换电路的输出端的负极作为所述滤波电路的输出端的负极。

在一个示例性实施例中，激光器驱动电源包括多个所述激光器驱动电源模块，其中，所述激光器驱动电源还包括：开关模块，故障检测模块和控制模块，

所述多个所述激光器驱动电源模块采用并联关系与所述开关模块连接；所述多个所述激光器驱动电源模块采用并联关系与所述故障检测模块连接；所述开关模块和所述故障检测模块连接在所述控制模块上。

在一个示例性实施例中，所述开关模块，包括：多个开关电路，其中，所述多个开关电路与多个所述激光器驱动电源模块一一对应连接，

每个所述开关电路连接在对应的激光器驱动电源模块所包括的负反馈调节电路的开关电压端口上。

在一个示例性实施例中，所述故障检测模块，包括：多个故障检测电路，其中，所述多个故障检测电路与多个所述激光器驱动电源模块一一对应连接，

每个所述故障检测电路连接在对应的激光器驱动电源模块所包括的负反馈调节电路的采样电流输入端上。

在一个示例性实施例中，所述控制模块，包括：开关端口，故障检测端口和目标数量的信号端口，其中，

所述开关端口与所述开关模块连接；所述故障检测端口与所述故障检测模块连接；

所述目标数量的信号端口与多个所述激光器驱动电源模块具有对应关系；所述目标数量的信号端口中每个信号端口与对应的所述激光器驱动电源模块连接。

在一个示例性实施例中，所述控制模块，还包括：总线端口，其中，所述总线端口与上位机连接。

在本实用新型实施例中，激光器驱动电源模块包括功率电路，其中，功率电路包括：滤波电路和目标数量的场效应管电路；滤波电路的输出端的负极与目标数量的场效应管电路中每个场效应管电路的源极输入端和栅极输入端连接；目标数量的场效应管电路中每个场效应管电路所包括的场效应管的栅极输入对应的驱动信号；滤波电路的输出端的正极作为激光器驱动电源模块的输出端的正极；目标数量的场效应管电路的漏极输出端并联作为激光器驱动电源模块的输出端的负极，即激光器驱动电源模块包括功率电路，功率电路包括滤波电路和一定数量的场效应管电路，滤波电路的正极作为激光器驱动电源模块的输出端的正极，滤波电路可以通过其输出端的负极将恒定且稳定的电压输入一定数量的场效应管电路中每个场效应管电路的源极输入端和栅极输入端，再通过场效应管电路中每个场效应管电路的所包括的场效应管的栅极输入对应的驱动信号，将场效应管电路的漏极输出端并联作为激光器驱动电源模块的输出端的负极，使得场效应管电路可以将恒定且稳定的电压输出为恒定且稳定的电流，提高了激光器电源的响应速率。采用上述技术方案，解决了相关技术中，激光器电源的响应速率较低等问题，实现了提高激光器电源的响应速率的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种激光器驱动电源模块的结构框图；

图2是根据本实用新型可选的实施方式的一种功率电路的示意图；

图3是根据本实用新型可选的实施方式的一种驱动电路的示意图；

图4是根据本实用新型可选的实施方式的一种激光器驱动电源结构的示意图；

图5是根据本实用新型可选的实施方式的一种激光器驱动电源控制模块的示意图；

图6是根据本实用新型可选的实施方式的一种激光器驱动电源开关的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种激光器驱动电源模块，图1是根据本实用新型实施例的一种激光器驱动电源模块的结构框图；如图1所示，上述激光器驱动电源模块10包括：功率电路12，其中，功率电路12包括：滤波电路14和目标数量的场效应管电路(16-1至16-n，其中，n为上述目标数量)；

滤波电路14的输出端的负极141与目标数量的场效应管电路(16-1至16-n)中每个场效应管电路的源极输入端(16-11至16-n1)和栅极输入端(16-12至16-n2)连接；

目标数量的场效应管电路(16-1至16-n)中每个场效应管电路所包括的场效应管的栅极(16-12G至16-n2G)输入对应的驱动信号(DRV1-1至DRV1-n)；

滤波电路14的输出端的正极142作为激光器驱动电源模块10的输出端的正极102；目标数量的场效应管电路(16-1至16-n)的漏极输出端(16-13至16-n3)并联作为激光器驱动电源模块10的输出端的负极101。

在一个示例性实施例中，滤波电路，包括：功率转换电路和保护电路，其中，功率转换电路的输出端的正极与保护电路的输入端连接；保护电路的输出端作为滤波电路的输出端的正极；功率转换电路的输出端的负极作为滤波电路的输出端的负极。

在一个可选的实施方式中，提供了一种可选的功率电路的电路结构，图2是根据本实用新型可选的实施方式的一种功率电路的示意图，如图2所示，上述功率电路可以但不限于包括滤波电路和两个场效应管电路，该滤波电路包括功率转换电路和保护电路，其中的功率转换电路可以但不限于包括以下电子器件：电容C319，C320，C321，C322，C323，C324，C144，C145，C146，C149，C150，C151；保险丝F3和F4，保护电路可以但不限于包括以下电子器件：场效应管Q18，电阻R156和R157，其中一个场效应管电路可以但不限于包括以下电子器件：场效应管Q19，电阻R159、RS3、RS4和RS5，另一个场效应管电路可以但不限于包括以下电子器件：场效应管Q20，电阻R160、RS6、RS7和RS8。

在上述功率电路中，对电源正负极都利用了场效应管，可以实现独立控制电源正负极的通断，在电源出现故障的时候还可以通过关断其正极的输出实现对外的零输出，保证了负载的安全。比如：如果电源出现过流故障或者电源的前级设备出现故障，而负极的场效应管无法彻底断开，那么正极的场效应管可以控制其断开防止对后级的设备造成损伤。此外功率电路的场效应管在线性区工作，实现了恒压输入到恒流输出，使得其工作时的电流响应速度更快。

在一个示例性实施例中，激光器驱动电源模块还包括：目标数量的驱动电路，其中，目标数量的驱动电路中每个驱动电路与目标数量的场效应管电路中对应的场效应管电路所包括的场效应管的栅极连接。

在一个示例性实施例中，每个驱动电路，包括：负反馈调节电路和驱动信号增强电路，其中，负反馈调节电路的采样电流输入端与对应的场效应管电路所包括的场效应管的源极连接；负反馈调节电路的输出端与驱动信号增强电路的第一输入端连接；对应的场效应管电路所包括的场效应管的源极与驱动信号增强电路的第二输入端连接；驱动信号增强电路的输出端与对应的场效应管电路所包括的场效应管的栅极连接。

在一个示例性实施例中，负反馈调节电路，包括：运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻和第四电阻，其中，负反馈调节电路的采样电流输入端通过第一电阻与运算放大器输入端的正极连接；运算放大器输入端的负极通过第二电阻与参考电压连接；运算放大器的输入端的负极还通过第三电阻与开关电压连接；运算放大器的输入端的负极还通过第四电阻与运算放大器的输出端连接；运算放大器的输出端作为负反馈调节电路的输出端。

在一个可选的实施方式中，提供了一种可选的驱动电路结构，图3是根据本实用新型可选的实施方式的一种驱动电路的示意图，如图3所示，与上述功率电路中的DRV1-1相接的驱动信号增强电路可以但不限于包括以下电子器件：晶体管Q25，晶体管Q26，电阻R178，电阻R182，电阻R181，电容C163，与上述功率电路中的Isamp1-1相接的负反馈调节电路可以但不限于包括以下电子器件：运算放大器U8A，第一电阻R183，第二电阻R180，第三电阻R176，第四电阻R177，电容C161，电容C162，电容C164，电容C165。与上述功率电路中的DRV1-2相接的驱动信号增强电路可以但不限于包括以下电子器件：晶体管Q31，晶体管Q32，电阻R201，电阻R191，电阻R197，电容C170，与上述功率电路中的Isamp1-2相接的负反馈调节电路可以但不限于包括以下电子器件：运算放大器U8B，第一电阻R196，第二电阻R200，第三电阻R204，第四电阻R188，电容C175，电容C167，电容C169。

在上述驱动电路中，通过采样信号与电流给定信号进行比较，通过运算放大及外围器件实现电路的自适应负反馈调节，并输出对应的电压驱动信号来控制场效应管的导通阻抗，以实现对外输出恒定电流，并且该电路每路的驱动和采样都是独立的，每路的每个场效应管的电流都是独立控制，提高了电流的输出一致性。

在一个示例性实施例中，激光器驱动电源包括多个激光器驱动电源模块，其中，激光器驱动电源还包括：开关模块，故障检测模块和控制模块，多个激光器驱动电源模块采用并联关系与开关模块连接；多个激光器驱动电源模块采用并联关系与故障检测模块连接；开关模块和故障检测模块连接在控制模块上。

在一个示例性实施例中，开关模块，包括：多个开关电路，其中，多个开关电路与多个激光器驱动电源模块一一对应连接，每个开关电路连接在对应的激光器驱动电源模块所包括的负反馈调节电路的开关电压端口上。

在一个示例性实施例中，故障检测模块，包括：多个故障检测电路，其中，多个故障检测电路与多个激光器驱动电源模块一一对应连接，每个故障检测电路连接在对应的激光器驱动电源模块所包括的负反馈调节电路的采样电流输入端上。

在一个示例性实施例中，控制模块，包括：开关端口，故障检测端口和目标数量的信号端口，其中，开关端口与开关模块连接；故障检测端口与故障检测模块连接；目标数量的信号端口与多个激光器驱动电源模块具有对应关系；目标数量的信号端口中每个信号端口与对应的激光器驱动电源模块连接。

在一个示例性实施例中，控制模块，还包括：总线端口，其中，总线端口与上位机连接。

在一个可选的实施方式中，提供了一种可选的激光器驱动电源结构，图4是根据本实用新型可选的实施方式的一种激光器驱动电源结构的示意图，如图4所示，上述激光器驱动电源包括电源模块M1，电源模块M2，电源模块M3，电源模块M4，电源模块M5，电源模块M6，开关模块可以但不限于包括开关电路K1，开关电路K2，开关电路K3，开关电路K4，开关电路K5，开关电路K6，故障检测模块可以但不限于包括，故障检测电路G1，故障检测电路G2，故障检测电路G3，故障检测电路G4，故障检测电路G5，故障检测电路G6，控制模块包括总开关控制电路K，总故障检测电路G。

在上述激光器驱动电源结构中，总开关控制电路可以控制所有的开关电路开关，每路电源模块都有独立的开关控制电路和故障检测电路。总故障检测电路可以检测所有电路中的故障的情况，如果任何一路电源模块出现故障，总故障检测电路就会检测到故障信号。在总开关开启的情况下，需要使用哪路电源模块直接打开该路开关即可。例如正常状态下，驱动电源中的四个模块在工作，两路模块预留备用。若其中一路正在工作的模块损坏，直接将负载接在预留的模块上即可继续正常工作。此时断掉损坏模块的开关，就可以屏蔽其故障上报，整个驱动电源仍可继续正常运行。

在上述激光器驱动电源结构中，可以但不限于将其中四路模块进行独立电流控制，另外两路模块进行独立电流控制，例如有的设备接入多个负载需要不同的功率，有的负载需要19A电流，有的负载需要23A电流，通过信号端口DA1控制其中的四路输出23A的电流，通过信号端口DA控制另外的两路输出19A的电流，实现电源中的多路输出不同功率负载的需求。

在一个可选的实施方式中，提供了一种可选的激光器驱动电源控制模块结构，激光器驱动电源控制模块包括开关端口，故障检测端口和目标数量的信号端口，图5是根据本实用新型可选的实施方式的一种激光器驱动电源控制模块的示意图，如图5所示。上述激光器驱动电源控制模块结构J3可以但不限于包括以下电子器件：开关端口J4、故障检测端口J5，其中，开关端口J4如图5所示，故障检测端口J5如图5所示，并且在外壳有每路的独立控制、地址位、故障屏蔽。

在上述激光器驱动电源控制模块结构中，例如在第一个模块出现故障后，拔掉开关端口J4口的1、2号脚短接端子和故障检测端口J5的1、2号脚短接端子，此时电源的通信端口J3故障不会上报第一个模块的故障状态，此时将第一个模块的负载接在预留的输出口，第一个模块可以继续工作，其余5个模块也可继续正常工作，可以实现电源降级使用且容易维修的功能。

在一个可选的实施方式中，提供了一种可选的激光器驱动电源开关结构，图6是根据本实用新型可选的实施方式的一种激光器驱动电源开关的示意图，如图6所示。上述开关模块可以但不限于通过该结构实现。

通过上述实施例，激光器驱动电源模块包括功率电路，功率电路包括滤波电路和一定数量的场效应管电路，滤波电路的正极作为激光器驱动电源模块的输出端的正极，滤波电路可以通过其输出端的负极将恒定且稳定的电压输入一定数量的场效应管电路中每个场效应管电路的源极输入端和栅极输入端，再通过场效应管电路中每个场效应管电路的所包括的场效应管的栅极输入对应的驱动信号，将场效应管电路的漏极输出端并联作为激光器驱动电源模块的输出端的负极，使得场效应管电路可以将恒定且稳定的电压输出为恒定且稳定的电流，提高了激光器电源的响应速率。采用上述技术方案，解决了相关技术中，激光器电源的响应速率较低等问题，实现了提高激光器电源的响应速率的技术效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光器驱动电源模块，其特征在于，包括：功率电路，其中，所述功率电路包括：滤波电路和目标数量的场效应管电路；

所述滤波电路的输出端的负极与所述目标数量的场效应管电路中每个场效应管电路的源极输入端和栅极输入端连接；

所述目标数量的场效应管电路中每个场效应管电路所包括的场效应管的栅极输入对应的驱动信号；

所述滤波电路的输出端的正极作为所述激光器驱动电源模块的输出端的正极；所述目标数量的场效应管电路的漏极输出端并联作为所述激光器驱动电源模块的输出端的负极。

2.根据权利要求1所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，所述激光器驱动电源模块还包括：所述目标数量的驱动电路，其中，

所述目标数量的驱动电路中每个驱动电路与所述目标数量的场效应管电路中对应的场效应管电路所包括的场效应管的栅极连接。

3.根据权利要求2所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，所述每个驱动电路，包括：负反馈调节电路和驱动信号增强电路，其中，

所述负反馈调节电路的采样电流输入端与对应的场效应管电路所包括的场效应管的源极连接；所述负反馈调节电路的输出端与所述驱动信号增强电路的第一输入端连接；对应的场效应管电路所包括的场效应管的源极与所述驱动信号增强电路的第二输入端连接；所述驱动信号增强电路的输出端与对应的场效应管电路所包括的场效应管的栅极连接。

4.根据权利要求3所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，所述负反馈调节电路，包括：运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻和第四电阻，其中，

所述负反馈调节电路的采样电流输入端通过所述第一电阻与所述运算放大器输入端的正极连接；所述运算放大器输入端的负极通过所述第二电阻与参考电压连接；所述运算放大器的输入端的负极还通过所述第三电阻与开关电压连接；所述运算放大器的输入端的负极还通过所述第四电阻与所述运算放大器的输出端连接；所述运算放大器的输出端作为所述负反馈调节电路的输出端。

5.根据权利要求1所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，所述滤波电路，包括：功率转换电路和保护电路，其中，

所述功率转换电路的输出端的正极与所述保护电路的输入端连接；所述保护电路的输出端作为所述滤波电路的输出端的正极；所述功率转换电路的输出端的负极作为所述滤波电路的输出端的负极。

6.根据权利要求1所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，激光器驱动电源包括多个所述激光器驱动电源模块，其中，所述激光器驱动电源还包括：开关模块，故障检测模块和控制模块，

所述多个所述激光器驱动电源模块采用并联关系与所述开关模块连接；所述多个所述激光器驱动电源模块采用并联关系与所述故障检测模块连接；所述开关模块和所述故障检测模块连接在所述控制模块上。

7.根据权利要求6所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，所述开关模块，包括：多个开关电路，其中，所述多个开关电路与多个所述激光器驱动电源模块一一对应连接，

每个所述开关电路连接在对应的激光器驱动电源模块所包括的负反馈调节电路的开关电压端口上。

8.根据权利要求6所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，所述故障检测模块，包括：多个故障检测电路，其中，所述多个故障检测电路与多个所述激光器驱动电源模块一一对应连接，

每个所述故障检测电路连接在对应的激光器驱动电源模块所包括的负反馈调节电路的采样电流输入端上。

9.根据权利要求6所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，所述控制模块，包括：开关端口，故障检测端口和目标数量的信号端口，其中，

所述开关端口与所述开关模块连接；所述故障检测端口与所述故障检测模块连接；

所述目标数量的信号端口与多个所述激光器驱动电源模块具有对应关系；所述目标数量的信号端口中每个信号端口与对应的所述激光器驱动电源模块连接。

10.根据权利要求9所述的激光器驱动电源模块，其特征在于，所述控制模块，还包括：总线端口，其中，所述总线端口与上位机连接。

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